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摘要：应急变电站用于在变电站事故抢修、技术改造、负荷突变等情况下临时接入电网系统或全部或部分取代原有变电站，对于应急变电站，如何快速方便安全稳定的接入电网系统或取代原变电站供电是应急变电站需要解决的核心技术难题。本论文通过分析总结目前110KV变电站在调度通信、当地监控及间隔联闭锁等方面的要求，本着应急变电站快速施工和易于维护的原则，研究并提出相应的二次系统的解决方案，以满足应急变电站接入电网以后在调度通信，日常运维和可靠运行方面的要求。
关键词：应急变电站；替代；二次系统接口
1 背景
作为电力系统的重要组成部分，变电站担负着电力能源的传输、转换和分配等作用，变电站的安全运行关系着整个电力系统的安全稳定，同时也关系着对用户的可靠供电，一旦变电站发生事故抢修、技术改造、负荷突变等情况，变电站对供电的稳定性和质量就有所下降，从而影响整个电网的安全稳定运行以及对用户的可靠供电，为此，我们急需研究应急变电站，特别是110kV应急变电站，用于在某个变电站发生事故抢修、技术改造、负荷突变等情况下临时接入电网系统或取代原有变电站进行供电。
目前，车载移动式变电站和箱室变电站在电力行业中应用已经相对成熟，产品也初具规模，可以作为应急变电站来使用，不过，目前应急变电站还存在建设周期过长的问题，其中，如何快速方便安全稳定的将应急变电站的二次系统与原有变电站的二次系统有效融合并接入电网系统是影响应急变电站建设周期的核心技术难题，解决了二次融合的问题，应急变电站才能进行广泛的推广使用。
2 需求分析
应急变电站全部或部分取代原有变电站运行，在事前是无法预知应急变电站需要取代那个站，以及需要取代那个站的那些间隔，因此，应急变电站和原有变电站的二次融合存在较大的不确定性和变数，通过全面分析总结目前110kV变电站的实际情况，我们总结了以下几个急需解决的具体问题：
（1）如何保证调度通信的一致性
应急变电站全部或部分取代原有变电站以后，原有变电站部分间隔数据点失效，势必造成远动数据点部分失效，原有变电站失效数据点由应急变电站的部分间隔数据点替换，需要研究如何快速替换调度通信中失效的数据点，保证调度通信的一致性，从而将应急变电站的投入使用对调度的影响降到最低。
（2）如何保证日常运维的正常进行
应急变电站全部或部分取代原有变电站以后，原有变电站的当地监控由于部分间隔的退出已无法正常的完成日常运行维护工作，需要研究如何重新构建一套临时监控系统以满足值班人员临时监控的要求。
（3）如何替代原变电站的间隔间联闭锁机制
目前，变电站间隔间联闭锁情况比较复杂，根据智能变电站和传统变电站的不同，或者不同的集成厂家，实现方式都有所不同，而且联闭锁在站控层，间隔层都有涉及，形式很多。应急变电站全部或部分取代原有变电站以后，由于部分间隔已经被应急变电站替代，原变电站的联闭锁机制肯定是全部或部分失效，需要研究一套联闭锁的替代机制以满足应急变电站投入使用可靠运行。
（4）如何同时兼容智能变电站和传统变电站
由于目前电网的现状，智能变电站和传统变电站共存，应急变电站要能够广泛使用，必须要兼容考虑智能变电站和传统变电站，不管是那种变电站，应急变电站都要能有效的进行取代。
（5）应急变电站投入使用时如何快速接入电网，退出使用时如何快速恢复原有变电站
应急变电站的设计整体本着快速施工、易于维护和易于恢复的原则，二次的融合要保证在应急变电站投入和退出运行时对原系统影响最小。
3 总方案设计
3.1 设计思路
基于应急变电站快速施工、易于维护和易于恢复的原则，在应急变电站投入和退出时，对于调度尽量不要有任何的修改配置和通信调试的工作，这样可以大大提高应急变电站接入调度的时间；对于当地监控也不要有任何配置和修改的工作，这样就不需要和原集成厂家协同工作，使工作进度可控。
同时，考虑到应急变电站既要适用于智能变电站，又要适用于传统变电站，原变电站和应急变电站的内部网络尽量不要有交互，否则，不同变电站，特别是传统变电站，配置文件的差异和通信规约的差异势必造成大量的配置和通信调试的工作，同时也无法保证应急变电站的投入周期。
结合目前110kV变电站与调度之间的通信基本是采用统一的104规范进行传输，所有传输的数据量基本满足了变电站日常运行维护的要求，综合以上的一些考虑，设计一台二次接口设备与原变电站的远动设备进行通信交互，完成应急变电站投入时原变电站与应急变电站二次融合并接入调度的工作。
3.2 主要功能
（1）实现调度通信一致性
当原变电站线路1，线路2退出以后，调度中相应的数据点失效，将原变电站与调度的通信断开，通过标准104协议原封不动的接入二次接口设备，二次接口设备再接入应急线路1，应急线路2的数据，将失效的数据点补全后再按照104协议上送调度主站；系统恢复时只需要恢复原调度数据通道就恢复了与调度中心的数据通信。
（2）实现临时监控系统
当原变电站线路1，线路2退出以后，原监控系统相应间隔数据点数据失效，原监控系统已经无法满足日常运行维护要求，结合功能（1），二次接口设备有应急变电站投入以后的全站数据点，因此，通过与二次接口设备通信搭建一套临时监控完全可以满足值班人员的临时使用。
（3）实现替代联闭锁策略
对于联闭锁策略，形式多，层次多，如上图：有间隔间自主通信的联闭锁（联闭锁1），有远动通信内部的联闭锁（联闭锁2），有当地后台的联闭锁（联闭锁3），有专门的联闭锁设备（联闭锁4），由于联闭锁的复杂多样性以及间隔替代的不确定性，解决方案是采用退出原变电站所有的联闭锁策略，结合功能（1），二次接口设备有应急变电站投入以后的全站数据点，将替代联闭锁策略设置在二次接口设备里面，完全可以满足应急变电站取代以后临时使用的可靠性要求。
3.3方案特点
（1）快速投入，快速恢复
根据上述方案，我们可以在应急变电站使用地区先将所有管辖变电站的调度通信点表、接线图和联闭锁策略事先配置完成，到了应急变电站真正投入的时候只需要选择被取代的变电站，配置被取代间隔的数据点表、退出原变电站的联闭锁策略就可以投入使用了，真正实现了方便快捷；反之亦然，应急变电站退出时候的恢复工作也可以快速的完成。
（2）兼容性强
方案中只跟站控层远动设备通过104标准协议进行数据交互，应急变电站和原变电站二次网络完全独立，没有任何交互和数据通信的工作，这样的设计也完全规避了智能变电站和常规变电站的差异，也完全规避了常规变电站间隔层通信协议种类多，复杂度高的问题，真正实现了不同变电站兼容。
（3）不需要大规模协同工作
根据上述方案，应急变电站在投入和退出时，对调度通信几乎没有改变，投入运行后对于调度也完全屏蔽了变电站结构改变带来的差异，整个工作周期几乎不需要调度人员进行配合；同时，对于原变电站集成厂家，由于所有交互只是跟运动服务器通过104进行通信，也几乎不需要相关工程师进行配合，大大降低了协同工作的可能性，使整个工作进度可控。
4结论
综上所述，应急变电站替代原变电站以后，通过二次接口设备解决了调度通信的一致性问题，满足了调度端的运行要求；解决了变电站临时监控的问题，满足了日常运维的要求；解决了变电站联闭锁机制的替代问题，保证了变电站的安全稳定运行；同时，二次接口设备可以同时满足传统变电站和数字化变电站的二次系统替代要求，大大提升了应急变电站的适用范围，在二次系统上真正做到了应急变电站对原变电站的快速无缝替代，对应急变电站的推广使用提供了坚实的技术支撑。
参考文献：
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作者简介：
俞永军，1968年8月，男，浙江诸暨人。高级工程师，工程硕士，从事输变电工程设计、试验等工作，曾任绍兴大明电力设计院副总，系统试验站站长等职务，在输变电工程设计、智能变电站设计建设管理等方面有丰富的经验。
傅三川，1961年8月，男，浙江绍兴人，高级工程师，大学本科，长期从事变电电气设计，曾任变电电气室主任，在变电工程设计、管理具有丰富的经验，敢于探索新技术，为坚强电网作出贡献。
秦建松，1979年8月，男，浙江绍兴人。高级工程师，工程硕士，现任变电电气室主任，从事智能变电站设计多年，积累了丰富的设计经验。
刘恢，1976年11月，男，重庆人。中级工程师，本科，长期从事电力自动化系统的设计、开发及工程服务等工作，曾任国电南思研发部主任、中电新源研发部主任等职务，曾获得绍兴电力局科技进步二等奖，具有丰富的电力自动化系统设计、调试经验。
杜俊杰，1981年3月，男，江苏无锡人。中级工程师，工程硕士，从事电力工程生产、设计、科研等工作，曾任国电南自大项目组组长、中电新源公司设计部经理等职务，曾获得浙江省电力公司科技进步一等奖。长期致力于电力系统模块化变电站设计、生产工作。
尹步华，1986年4月，男，江苏响水人。助理工程师，本科，从事电气自动化调试，设计等。曾参与多个变电站的调试及投运，参与设计了多个模块化变电站工程。
论文作者:俞永军1,傅三川2,秦建松3,刘恢4,杜俊杰5,尹
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/31
标签：变电站论文; 通信论文; 据点论文; 间隔论文; 电网论文; 系统论文; 快速论文; 《电力设备》2018年第1期论文;